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1、电瓷绝缘子检测技术概论河北机械lfio年第2期电瓷绝缘子检测技术概论河北省电瓷产品质验站秦以禧张建国在国内的电力系统中,按其工作电压以交流1000伏,直流1200伏为界,划分为高电压系统与低电压系统两大类.随着经济的发展,各国都在努力提高输电电压的等级,将高电压系统分为三个级别:1至220千伏称为高电压330700千伏称为超高电压,750千伏以上的称为特高电压.目前,国际上已经制成1500千扶的电力变压器,2250千伏的特高电压等级的绝缘子产品在我国,现已建成500千伏的超高电压输变电线路.我们河北省的唐山高压电瓷厂正在研制000千伏超高电压瓷绝缘子.一,高电压瓷绝缘子概述高电压瓷绝缘予(简称
2、瓷绝缘子)是指使用在一千伏及以上的电力系统中,用来支持导体并使其绝缘的瓷制主绝缘体的绝缘元件.它是电力设备及电力输变电线路中,不可缺少自9绝缘支持物,其作用是使处于不同电位上的导体在电气上互相绝缘,防止导体问产生电弧闪络,并起着机械麦埠和联接作用.因此,对瓷绝缘子提出了一些特殊的技术要求,这些技亦要求归纳起来有四项:电气性能,机械性能,耐温度变化性能和耐大气环境污染性能.国家有关科研院所利用概率理论,对电力系统中可能出现的各种情况进行综合分析之后,对瓷绝缘子提出了技术要求,并制订了技术标准.设计制黄的瓷绝缘子应符合这些技术要求.二,高电压瓷绝缘子检测,绝缘子的捡测标准归纳起来有两类:一是通用技
3、术标准,即GB772-87高压绝缘子瓷件技术条件与GB775.1387绝缘子试验方法二是专用技术标准,即产品技术标准.瓷绝缘子的检验可分为:例行试验,抽查试验和型式试验三种,这三种试验包含了羽瓷绝缘子四个主要技术性能的考核.l,瓷绝缘子倒亍试验(出厂捡验)这种试验,是对产品逐只进行的检验.在检验中,发现不符合检验项目中规定的任何一项要求时,均不准出厂.外观检查.在GB772-87高压绝缘子瓷件技术条件中规定了对外观的要求,并将外观的缺陷分为:单个缺陷,外表面缺陷总面积,缺釉总面积和其它影响产品技术性能的缺陷.瓷件的釉面应光滑,不应有明显的颜色不均现象,缺釉不能超过标准中规定的缺釉总面j飘.在单
4、个殃强中,铁点是主要的缺陷,铁点是铁质(主要是氧化铁)和釉层高温溶合后,在.瓷釉表面生成的一个个斑点,每个斑点是个小导体,它们超标就会缩短产品的爬电距离,且易发生电孤闪络.为了控制铁点的数量,标准中规定了外表面缺陷总面积.现在外观检查是?50?采用目测的方法.瓷件打击试验.对于机械强度要求高的产品,僦如实心支柱瓷绝缘子,耍进行打击试验.原理是利用铜锤在一定高度自由落下,所产生的动能冲击瓷件一端,目的是检验深入瓷体的缺陷(如疑点或开裂等),剔除目测漏检的不合格品.如唐山市高压电瓷厂在进行这项试验后,剔除率在l左右.超声波检查.它是利用超声波,检查瓷体内部的烧结质量.瓷件内部不应有超声渡不船发现的
5、缺陷(如生烧,氧化,开裂和气孔等).工频火花试验(或瓷壁击穿电压试验).对可击穿型瓷绝绿子的纯瓷伴和组装的成品,都要进行此项试验,因为这类瓷绝缘子在制造中,很容易出现瓷件内部缺陷(如兜层,开裂和气孔等)1.工额火花试验是对瓷绝缘子加标准要求的工颓高电压,只要是在试品上能产生频繁的火花放电即可,此电压值要保持5分钟,在5分钟内被击穿瓷绝缘子视为不合格.瓷壁耐击穿电压试验,一般适用于电器配套用瓷套,或因结构上的原因不能在试品表面产生火花放电的瓷绝缘子.机械拉伸试验.对线路瓷绝绿子,如盘形悬式和撵形悬式瓷绝缘子,要做此项试验.拉伸强鏖,按相应的技术标准中规定的额定拉伸破坏负荷值的50至60一般推誊5
6、o%)考虑,并保持lO分钟.试验时所施加的负荷,不应超过其上限值否则可能会造成不可恢复性曲形变.经受这种冲击力的品在线路中最易出事故,因此最好使用杠杆式的试验设备进行试验.四向弯曲试验.对于组装后盼实心支柱瓷绝缘子,当用户要求对产品进行逐个弯曲试验时,还应增加此项试验.试验原理和方法与例行拉伸试验一样.在GB8287.187高压支柱瓷绝缘子技术条件中规定,只对110千伏碇以上的棒形绝缘子,才进行逐个弯曲试验.试验时施加负荷的方向应是四个,相邻二个方向问夹角为90度,负荷值是额定弯曲破坏负荷值的5O%,并保持1O秒.这项试验的必要性还有待于实践中进一步证明.如唐山市高压电瓷厂,自1987年实施此
7、项试验以来,合格率为10o.尺寸检查.产品的尺寸确定了产品的绝缘性能,所以尺寸检查的目的不仅是检查产品的尺寸是否符合图纸要求,更主要的是为保证产品的电气性能符合设计要求.对于机械配合精度要求不高的瓷绝缘子,只寸检查放在抽查试验项目牵.2瓷绝缘子抽查试验每批生产的瓷绝缘子经例行试验后,还要进行抽查试验,合格后才能出厂.产品批量的划分殁抽样方案,要按技术标准中的规定执行.由于瓷绝缘子的种类多,用途广,要求抽查哟试验项目也不同.爬电距离检查爬电距离,是搦在两个导电部分之间,格绝缘材料1?变化的情况下,内部产生应力,考核它承受该应力的能力.在试验中试品由热到冷的过程mt作一次循环.一次循环的时间和次数
8、要按产品技术标准中的规定执行.加热或冷却的方法是,将试品浸入热水或冷水中,使试品与水温相同.试验中,试品从热水(或冷水)中取出,放入冷水(或热水)中的转换时间,不得超过3O秒,试验用的冷水或热水的容量,应使试品浸入后不致引起2的水温变化,其冷热水温度差要按技术标准中自铹规定执行,但热水置度不应低于60这项试验同时也考核了产品的组装质量.孔隙性试验.(俗称吸红试验).它是考核瓷惯碗结程度的重要手段.试验原理是将瓷块投入盛有酒精与品红混台溶液的压力容器内,在容器内韵压力不低于2O兆帕时,保持一段时间,然后取出看瓷块有无溶液渗透现象.瓷质巯松,酒精品红溶液就会渗入孔隙申井使之染色,称为瓷件吸红,这样
9、的瓷件是不合格的.国家标准规定了压力和时间的积不得小于1B0兆帕小时.工频击穿试验.是考核瓷质的男一项技术指标,如瓷质疏松或瓷件击穿距离小时,试品是极容易被击穿的,试验时将试品放入绝缘油中,施加工频电压,以防止试品在击穿电压之前闪络.可见电晕电压实验.套管类瓷绝缘子,都葵做此顼试验.可见电晕一般在暗中能观察刭,同时伴有吱吱响声.如果试品在规定的电压下产生可见电晕,则试品不合格.机械破坏负荷试验常用的试验设备有万能材料试验机,卧式拉力试验机和弯扭试验机等.试验时将试品捞标准中的规定安装在试验台上,然后,对试品施加机械负荷,直到试品被破坏为止,这时的负荷值称为破坏负荷值,它不应小于产品技术标准中规
10、定的数值按瓷绝缘子实际运行的情况不同,分为二弯曲试验,扭转试验,拉伸试验,压缩试验和剪切试验.机电负荷试验.对于盘形悬式瓷缘子,耍做机电联合负荷试验.项目有一小时机电负荷试验.试验时先给试品施加规定机械负荷值,然后施加规定的工频电压,井保持一小时,试品不能被击穿l机电破坏负荷试验.试验时先绘试品施加规定的工频电压,然后施排机械负荷,直到试品被击穿或破坏为止.锁紧销操怍试验.对盘形悬式锁紧销,还应做锁紧销的操作试验.锁子应能承受标准中规定的负荷力,而不从球窝中被拉脱出来.镀锌层均匀性试验.对于瓷绝缘子的金属附件,是采用镀锌防锈的,都要进行此项试验.检验方法有:磁力法,重量法,显微镜法,硫酸铜溶液
11、法和锉刀怯.用户任选其中一种进行检验.3,瓷绝缘子型式试验“新产品试制定型时,必须全部进行型式试验.正常产品修改结构,改变原材料配方及工艺方法时,应根据改变的性质进行全部或部分型式试验.型式试验是对瓷绝缘子技术性能的垒面考核,试验包括了例行和抽查试验中的所有项目.此处还增加了电气性能试验项目.通常只是在试验室中模拟实际情况,来检验产品的电气性能.目前有三种状态试验,千状态,湿状态和污秽状态.(1)瓷绝缘子在千状态下的试验:雷电冲击干耐受电压试验.利用冲击电压发生器产生的雷电j申击电压波,对瓷绝缘子酊.(转鹕页)?52?总之,测试系统应是一个有信号输入就能及时”给出一个”忠实”于输入的相应输出的
12、宴际单元.”忠实”,”及时”是测试系统的t基本功能,也是我们研究的内容.在现代测试系统中,为了能将获取的信号记录保存和输送复制,因此多用了磁带机和计算机.这些装置将信号进行记录并进行数据处理.除可在测试现场实时数据处理外,也可以记录信号后保存,或到更高一级计算机中心数据处理.目前也有传感器测得被测对象,经A/D转换为数字量后直接进入数字计算机,并可利用数字计算的外贮设备(如软盘),记录,保存.也为计算机在测试中的应用开辟了新途径.(接52页)绝缘性能进储验.按标准中规定的标准波形1.2/50微秒和标准中规定的波幅值调整好冲击波形,使试品耐受15次冲击波,如果闽络数不超过2次,即为合格.50%冲
13、击闪络电压试验.将波形为1.2/50微秒的雷电冲击电压波,施值(即试品在承受此电值冲击时的闪络概率为5O%).一分钟工颊干耐受电压试验.试验时要按标准中规定的耐受电压幅值,将工频高电压施加在试品上并保持一分钟,若不发生闪络或绝缘体击穿,即表示试件承受工频过电压的能力合格.工频干闪络电压试验.试验时逐步升高电压,使试品发生电孤闪络并记下此封的阅络电压值.以连续5次测定的闪络电压值的算术平均值为工频干闪络电压值,此值即表现试件的绝缘水平(2)瓷绝缘子在湿状态下的斌验:利用人工淋雨设备,按标准中的规定,调整好降雨量(包括垂直分萎与水平分量)和雨水的体积电阻率.操作冲击电压波,标准波形为250/250
14、0微秒试验时,将试品置于淋雨中,先预淋15分钟,之后对试品施加15次冲击电压波.如如闪络次数不超过2次,即为合格.一分钟工频湿耐受电压试验和工频湿闪络电压试验.试验程序与千状态下的这两个试睑相同,只是施加电压前试品应预淋15分钟.(3)瓷绝缘子在污秽状态下的试验:-目前,有两种人工污秽试验方法t盐雾法:按标准中的要求配好盐溶液,调整好喷菱器的聩嘴,使其按标准要求喷雾,然话将经过净化处理的瓷绝缘子置于雾室内,施加产品标准中规定的盐雾与各种试验电压.固体污层法:按标准中的要求将配制好污秽物,橡在经过净化处理的干燥的瓷维缘体表面上.待污层干燥后,将试品置于雾室中,然后使雾室按标准要求产生人工雾.雾的可见度约为1米,当污层充分爱期后,再按产品标准中的规定施加各种试验电压.在GB775.287绝缘子电气试验方法中,规定了电气性能试验在非标准大气条件下,所测得的试验数值,都要按标准中的规定,校正到标准大气条件下的试验数值.在电气性能试验报告中,所填写的各种试验敷值,都是经过大气条件校正后的,这就使在不同大气条件下,所测得的试验数据有了可比性.如果没有经过校正的数值,在试验报告中应加以注明是实测值.?4.?
